第十章 第1节 电势能和电势-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版2019 江苏专用）

第1节电 白题 基础过美 题型1静电力做功的特点 1,如图所示是以点电荷+Q为圆心的一组同心圆 (虚线)，电场中有A、B、C、D四点.现将一带正 电荷的点电荷由A点沿不同的路径移动到D 点，沿路径①做功为W,沿路径②做功为W2, 沿路径③做功为W,则 A.W,<W<W B.W=W2=W C.W>W>W + D.因不知道+Q的具体 数值，故无法判断 题型2电场力做功与电势能的关系 2.如图所示，下列说法错误的是 A.同一电荷从电场中的A 点分别沿路径1、2、3运动 到B点，静电力做功相同 B.电荷在A点的电势能一定比在B点的电势 能大 C.正电荷从A运动到B,静电力对正电荷做正 功：负电荷从A运动到B,静电力对负电荷 做负功 D.无论是正电荷还是负电荷，电场力做负功 时其电势能一定增加 题型3对电势和电势能的理解 3.下列关于场强、电势和电势能的叙述正确的是 A.场强和电势能都由电场本身决定，与试探 电荷无关 B.电荷在电势越高的地方电势能越大 C.在任何电场中，场强越大的地方，电势也越高 D.电场强度的方向是电势降低最快的方向 第十章 第十章静电场中的能量 势能和电势 很时：13min 题型4电势高低的判断方法 4.如图，a、b是正点电荷电场中的一条电场线上 的两个点，这两个点的电势和电场强度分别 为PP。和E。、E,则下列关于二者大小关系 的表述正确的是 ( A.9.>p,E.>E B.>s,E.<E C.P=ps,En=E。 D.<o,E.>E 5.将一正电荷从无限远处移入电场中M点，电 势能减少了8.0×109J,若将另一等量的负电 荷从无限远处移入电场中的N点，电势能增 加了9.8×109J.则下列判断正确的是( A.u<x<0 B.9w>9w>0 C.<<0 D.y>x>0 易错聚焦 易错题型运动的带电粒子电势能的判断 6.(2025·玉溪期中)图中直线AB 为某点电荷产生的电场中一条竖 直的电场线.有一质量为m、电荷量为+q的 小球，由该直线上的A点静止释放，小球向 下运动h达到B点时速度恰好减小为零，下 落过程不计空气阻力.下列判断正确的是 A.该点电荷位于A点的正上方且带 负电 B.B点的电场强度大小En=m坚 C.A点的电势P大于B点的电势P D.小球从A点到B点的过程电势能增加 了mgh 黑白题019 黑题 应用提忧 1.如图所示，直角三角形ABC的边AC与匀强电 场的电场方向平行.将电荷g从A点移到B 点，电场力做功为W,从A点移到C点、从C 点移到B点，电场力做功分别为W2、W,则 A.W<W2 B.W >W2 C.W=W2+W D.W <W+W 2.(2025·云南昭通期中)如图所示为在同一电 场中A、B两个点电荷的电势能E。随电荷位 置x变化的图像，已知点电荷A带正电，电场 线方向平行于x轴，不考虑电荷A、B电场的 相互影响，则 A.沿x轴正向电场强度逐渐E 增大 B.电场线方向沿x轴负方向 C.电荷A的电荷量是电荷B 的4倍 p.i-1.i.i! D.沿x轴正向移动点电荷B,电场力做负功 3.(2025·云南昆明期中)如图，圆心为0的水 平圆面上有a、b、c、d、ef6个点，6个点将圆 周等分，AB是圆面的中垂线，AO=BO.现将一 个带电量为Q的负电荷固定于c点，将两个带 电量均为Q的正电荷固定于ef两点.下列说 法正确的是 A.将一个负电荷由A点沿AO 移动到O点，其电势能 增大 B.将一个正电荷由O点沿 OB移动到B点，其电势能增大 C.b点电势高于d点电势 D.a点电势高于b点电势 4.静电除尘是工业生产中处理烟尘的常用方法 之一，如图甲，除尘装置工作时，中心的金属导 必修第三册 限时：35mim 线B带负电，金属管A接地，A、B之间产生如 图乙所示的强电场，ef是电场中两点.导线B 附近的气体分子被强电场电离，电子在向正 极A运动的过程中，使烟尘中的颗粒带上负 电，烟尘颗粒在静电力作用下，被吸附到正极 A上.不计烟尘颗粒的重力，除尘装置工作过 程中，下列说法正确的是 A.e点的电场强度大小大于f点的电场强度 大小 B.e点的电势低于f点的电势 C.带电的烟尘颗粒向A运动的过程中，电势 能减小 D.带电的烟尘颗粒向A运动的过程中，做匀 加速直线运动 5.(2024·福建福州期中)如图所示，空间中有 两个固定的等量正点电荷，两电荷的连线处 于水平方向，O为连线的中点，P、M为连线的 中垂线上的两点且在竖直方向，且PO= OM=h.现将一带负电的小球从P点静止释放， 重力加速度大小为g,下列说法正确的是( A.从P到O的过程中，小球 P 的电势能一直增大 田…0 B.从P到O的过程中，小球 的加速度一直增大 C.从P到M的过程中，小球的机械能先增大 后减小 D.到达M点时，小球的速度为0 白题020 6.(2025·云南红河质检)如图所示，有一棱长 为a的正四面体A-BCD,其在绝缘水平面上 的两条底边BC、BD是两根完全相同的均匀带 正电的导体棒，底边CD中点P放置一电荷量 为g(g>0)的点电荷.一质量为m的带电小 球（可视为，点电荷）恰好可以静止在A点.在 外力作用下将带电小球从A点移至无穷远 处，电场力做功为W.规定无穷远处为零势能 点，静电力常量为k,重力加速度大小为g.下 列说法正确的是 A.小球带负电 B.小球所带电荷量为 3mga2 D升 16kq C.A点电势为2y3W mga2 D.移动小球的过程中，小球的电势能一直 减小 7.(2024·吉林通化月考)如图甲所示，场源为 点电荷Q,它的电场中有一条电场线，上面有 A、B两点，若从某点由静止释放一电子，假设 电子仅受电场力作用，电子从A点运动到B 点的速度一时间图像如图乙所示.则( A.场源为点电荷Q,它一定为负点电荷，并且 在B的右侧 B.A、B两点的电场强度E,>E。 C.电子在A、B两点具有的电势P>PB D.电子在A、B两点具有的电势能E<EB 8.(2024·陕西西安期中)如图所示.半圆槽光 滑、绝缘、固定，圆心是O,最低点是P,直径 MN水平，a、b是两个完全相同的带正电小球 (视为，点电荷)，b固定在M点，a从N点静止 释放，沿半圆槽运动经过P点时速度为零，则 第十章 下列说法错误的是 A.小球a从N到P的过程中，电势能一直减小 B.小球a从N到P的过程中，动能先增大后 减小 C.小球a从N到P的过程中，库仑力增大 D.小球a从N到P的过程中，重力势能减少 量等于电势能增加量 压轴挑战” 9.如图所示，用轻绳连接的A、B两物 体质量为分别为m1=2kg、m2= 0.5kg,电荷量分别为9，=+3×105C、92=+2× 105C.B与所接触的平台竖直面动摩擦因 数为u=0.2,A为光滑物体.现锁定A、B使二 者静止，再加上水平向左的匀强电场E=5× 10N/C,同时解除锁定.设平台足够长，物 体B不会碰到滑轮，不计A、B之间的相互作 用，不计滑轮质量以及与转轴之间摩擦，重 力加速度g取10m/s2.求： (1)加上电场后，A、B两物体的加速度大小： (2)加上电场△1=2s后，物体A电势能的变 化量 进阶突破拔高练PO4 黑白题0217.D解析：AB.选项AB的电荷均为正和均为负，则根据电场 强度的叠加法则可知，P点的场强不可能为零，AB错误： C.设P、Q间的距离为r,则Q,Q,在P点产生的合扬强大小 停广（停） E满足关系c0s120°= 2.8 一，解得E= 4r .而Q产生的场强大小为岳，=3则P点的场强 42 不可能为零，C错误；D.设PQ,间的距离为r,则Q,Q,在P 点产生的合场强大小E满足关系cos120°= 停+（学）- 2.4g ,解得E=3而Q产生的场强大小 4r4 为，-3，则P点的场强可能为零，D正确故选D 8.C解析：取走A、B处两段弧长均为△L的小圆弧上的电荷 根据对称性可知，圆环在O点产生的电场强度为与A在同 一直径上的A,和与B在同一直径上的B产生的电场强度的 矢量和，如图所示，因为两段弧长非常小，故可看成点电荷， 第十章 静目 第1节电势能和电势 白题基础过关 1.B2.B3.D 4.A解析：由于图中没有电场线的方向，所以电场线的方向 可能向左，也可能向右：①若电场线的方向向右，则正电荷在 a的左侧，所以a点的电场强度大，即E。>E6;沿电场线方向 电势降低，可以比较电势高低，根据电场线方向可知P,>p: ②若电场线的方向向左，则正电荷在b的右侧，所以b点的 电场强度大，即E>E。;沿电场线方向电势降低，可以比较电 势高低，根据电场线方向可知中，>甲。：由以上分析可知 A正确. 5.C解析：正电荷从无限远处移向电场中M点，电势能减小80x 10J,电场力做正功为8.0×109J,则M点的电势低于无限 远处的电势，即P<0负电荷从无限远处移人电场中的N 点，电势能增加，电场力做负功为9.8×10”J,则N点的电势 低于无限远处的电势，即Pw<0.由于两电荷电量相等，根据 U=”知，从无限远处移人电场中的N点，电场力做功较 大，N点与无限远处间的电势差较大，则N点的电势低于M 点的电势，即得到Pw<种m<0. 6.D解析：A若该点电荷位于A点的正上方且带负电，那么 电荷量为+g的小球受到向下的重力和向上的电场力，从A 点由静止开始向下运动，在运动中由于库仑力减小，所以小 参考答案与解析 Q△L 则有E,=k2mF】 k OAL 尺·由图可知，两场强的夹角为120， 则两者的合场强为E=B,=k 2TR ,根据0点的合场强为0， 2n,根据 则放在D点的点电荷带负电，大小为E=E=kQ△ 2R),联立解得g=20 E'=k-9 ,故选C TR 9.A解析：电子在电场中只受电场力，电场力沿电场线的切 线方向，与电场线方向相反，指向电子运动轨迹的凹侧电子 做曲线运动过程中力的方向与轨迹切线不平行.A选项电子 各处的运动轨迹和受的电场力相符合，故A正确.故选A. 10.A解析：由于在球壳内场强处处为0，因此从0向A运动 的过程中电荷不受电场力，做匀速直线运动，动能不发生变 化，图像为一条水平直线，CD错误：通过A点后，电荷做 加速运动，但场强逐渐减小，通过相同的位移，电场力做 功逐渐减小，根据动能定理，试探电荷的动能的增量逐渐减 小，即图像的斜率逐渐减小，A正确，B错误。 场中的能量 球的加速度一直在增大，则小球的速度不可能再减小到零， 故A错误：B.小球从A到B先加速后减速，所以加速度先向 下后向上，故B点的合力向上，即F合=qE。-mg>0,可知B点 的电场强度大小En>mg,故B错误：CD.小球从A到B,动能 没有变化，所以合外力做功为零，重力做正功，电场力做负 功，所以电势能增加，且增加量为mgh,小球带正电，所以A 点的电势P,小于B点的电势Pa,故C错误，D正确故选D. 黑题应用提优 1.C解析：设匀强电场的电场强度为E,∠BAC=0,则将电荷g 从A点移到B点，电场力做功为耶1=qE·ABcos0=qE·AC, 将电荷q从A点移到C点，电场力做功为W2=gE·AC,将电 荷q从C点移到B点，电场力做功为W,=0,则有W,=W2, W=W2+W,故选C. 2.B解析：A.从图像上看出电荷的电势能随位移x均匀变 化，说明电荷在移动过程中所受电场力一定，由此可判断该 电场一定是匀强电场，选项A错误：B.沿x轴正方向移动A 电荷，电势能增大，说明电场力对电荷A做负功，电场线方向 沿x轴负方向，选项B正确：C.从图中可以看出移动A、B电 荷相同的位移，电势能变化量之比为2：1，说明电场力做功 之比为2：1，即电场力大小之比为2：1，所以A、B的电荷量 之比为2：1，选项C错误：D.沿x轴正向移动点电荷B,电 势能减小，电场力做正功，选项D错误.故选B. 黑白题09 3.D解析：A.c点与∫点关于AB对称，则两点电荷在连线中 垂线的电势为0，故AB连线的电势由e点电荷决定，则从A 点到O点电势逐渐增大，将一个负电荷由A点沿A0移动到 O点，根据E。=q9可知，电势能减小，故A错误；B.同理正 电荷由O点沿OB移动到B点，电势降低，电势能减小，故 B错误；CD.相比于b点，a、d点更接近e点正电荷，则a、d 点电势高于b点电势，故C错误，D正确.故选D, 4.C解析：A由图乙可知，e点处电场线分布比f点电场线分 布稀疏，点的电场强度大小小于f点的电场强度大小， 故A错误；B.根据沿电场线方向电势降低可知，e点的电势 高于f点的电势，故B错误：C.带电的烟尘颗粒向A运动的 过程，电场力做正功，速度增加，电势能减小，故C正确： D,由于电场不是匀强电场，越靠近A电场强度越小，根据牛 顿第二定律，带电的烟尘颗粒向A运动的过程中，加速度逐 渐减小，做加速度减小的加速运动，故D错误故选C 5.C解析：AC.从P到0的过程中，电场力和重力都做正功 电势能一直诚小，机械能一直增大，从O到M的过程中，电 场力做负功，小球机械能诚小，故从P到M的过程中，小球 的机械能先增大后减小，故A错误，C正确：B.O点的场强 为零，从P到O小球的加速度一直减小，由于P0间电场线 的疏密情况不确定，电场强度大小变化情况不确定，则电荷 所受电场力大小变化情况不确定，加速度变化情况不能确 定，加速度可能先增大后减小，也可能一直减小，不可能一直 增大，故B错误：D.根据电场的对称性原理可知，P与M两 点的电势相等，侧小球在这两点的电势能相等，电场力做功 为零，故小球从P到M的过程中，由动能定理得mg×2h= 2m,解得=2V,故D错误故选C 1 6.B解析：A由于带电小球能静止 于A点，受力分析可知小球应带正 电，A错误：B.如图所示，对小球受 力分析（只画了点电荷对小球的力） 可知两根棒和点电荷对小球的静电 D 力大小相等，由几何关系可得 B >C 0s022 ，根据共点力的平衡条件 可得3Fcos9=mg,点电荷对小球的库仑力大小为F= k,9、,解得小球的电荷量为Q=32mg@ 312 16g,B正确： (2a C.将带电小球从A点移至无穷远处，电场力做功为W,则带 电小球电势能减少量为W,即小球在A点的电势能为W,所 W 82kgW 以A点电势为，Q3州。，C错误：D由于小球运动的 路径不确定，因此无法判断小球电势能的具体变化情况 D错误故选B. 7.B解析：A,电子从静止释放后从A运动到B,则电子受到 的电场力方向从A到B,场源点电荷Q一定为负电荷，并 在A的左侧，故A错误：B.从速度一时间图像看出，电子 必修第三册 从A运动到B过程速度增大，加速度变小，电场力减小，即 F>Fa,场强变小，则B点的场强小于A点的场强，即E> Eg,故B正确：C.电子带负电，电场线方向从B到A,沿着电 场线电势降低，则B点的电势大于A点的电势，即P>P4,故 C错误：D.因电场力做正功，则电势能减小，故D错误故 选B. 8.A解析：C.a由N到P的过程中，重力竖直向下，而库仑力 一直沿二者的连线方向，根据F。=如可知库仑力大小增 大，故C正确：B.在整个过程中合力先与运动方向的夹角为 锐角，合力做正功：而后过程中合力与运动方向夹角为钝角， 合力做负功：故从N到P的过程中，速率先增大后减小，即 动能先增大后减小，故B正确：A.从N到P的过程中，库仑 力一直与运动方向夹角大于90°，故库仑力一直做负功，电 势能一直增加，故A错误：D.从N到P的过程中，动能的变 化量为零，根据能量守恒可知，重力势能的减少量等于电势 能增加量，故D正确故选A. 压轴挑战 9.(1)3.2m/s2(2)-96J 解析：(1)由牛顿第二定律对A有q:E-T=m1a, 对B有T-mg4,E=m2a, 由以上二式可解得a=3.2m/s2 (2)△=2s后，A发生的位移大小为x=2aA=6.4m,因 为A向左运动，电场力做功为W=q,Ex=96J,所以A的电势 能变化量为△E。=-96J,即减小了96J 第2节电势差 白题 过关 1.B 2.C解析：A、B两点间的电势差U=60V,可知A点的电势 比B点的电势高60V,B、C两点间的电势差U=-50V,可 知B点的电势比C点的电势低50V,则A点的电势比C点 的电势高10V,所以p>pc>p故选C. 3.D解析：AD.将电荷量为4×10C的正电荷从A点移到B 点，静电力做的功为W=gE·L=1.2×107J,再从B点移 到C点，静电力做的功为Wc=gE·Laccos60°=1.2×10’J, 则静电力做的总功为Wc=WB+Wc=2.4×10?J,因电场力 做功与路径无关，若将该电荷沿直线由A点移到C点，静电 力做的功仍为We=2.4×107J,故A错误，D正确；BC.根据 WAc=gUAc,代入数据解得UAc=6V,放BC错误故选D 4.C解析：A.同一等势面上电势处处相同，A、B是同一等势 而上的两点，因此A、B两点的电势相同，故A错误：BC.该电 场为正的点电荷形成的电场，因此离场源电荷越近电势越 高，B点比C点离场源电荷更近，所以B点的电势高于C点 的电势，而正电荷在电势高的地方电势能大，将正电荷从B 点移到C点，其电势能减小，故B错误，C正确：D.在同一等 势面上移动电荷，电场力不做功，A、B是同一等势面上的两 黑白题10